第七章施工試驗、測量及鋼管拱施工監(jiān)控7.1.施工試驗為了安全優(yōu)質(zhì)完成本工程的施工，本投標(biāo)人將嚴(yán)格控制各種材料、成品、半成品的質(zhì)量，將投入充足的試驗儀器建立完善的試驗體系，投入強有力的試驗人員，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙及設(shè)計、施工規(guī)范的要求，進(jìn)行一系列的工程試驗，以確保本工程質(zhì)量優(yōu)良。具體試驗項目計劃如下：7.1.1.水泥的初凝、終凝時間、抗壓強度、安全性試驗；砂的壓碎、篩分、堅固性及容重試驗；碎石壓碎、篩分、堅固及容重試驗；拌合用水的PH值及有害雜質(zhì)試驗；外加劑的性能、摻量、和易性、凝結(jié)速度、彈性模量、耐久試驗等。7.1.2.水泥漿的強度、凝結(jié)時間、泌水試驗。7.1.3.鋼筋的拉力試驗、冷彎試驗、可焊性試驗，鋼筋擠壓接頭的力學(xué)性能試驗、擠壓機具及壓力表的校驗等。7.1.4.預(yù)應(yīng)力鋼絞線拉力、冷彎、硬度、彈性模量、松弛試驗；預(yù)應(yīng)力鋼絲拉力、冷彎、鋼絞線及粗鋼筋錨具的硬度試驗、錨固能力試驗、錨具尺寸的抽查試驗；預(yù)應(yīng)力千斤頂及壓力表的校驗等。7.1.5.預(yù)制梁混凝土的應(yīng)力及溫度測試等.7.2.工程測量為了保證本工程施工時的位置、高程的準(zhǔn)確及斷面尺寸、線型等符合設(shè)計要求，確保本工程的安全和質(zhì)量，我們將在施工過程中各個環(huán)節(jié)進(jìn)行精確的測量控制。配備先進(jìn)的測量儀器，派遣經(jīng)驗豐富的測量工程師，確保高精度的完成本工程的測量工作。7.2.1.控制測量(一)接樁工程中標(biāo)后，由業(yè)主主持，設(shè)計單位負(fù)責(zé)向我們提交全橋控制網(wǎng)的有關(guān)資料，我們將派施工和測量技術(shù)人員實地接樁。接樁時，對照資料弄清每個控制點的樁號、位置及其三維坐標(biāo)，并檢查各控制樁的穩(wěn)定性、標(biāo)注的清晰度，如有問題及時與業(yè)主聯(lián)系，采取措施。對已移交的樁位，要采取保護(hù)措施，防止施工過程中被移動或破壞。（二）控制網(wǎng)的復(fù)測施工人員進(jìn)場后，首先組織進(jìn)行控制網(wǎng)的復(fù)測工作。復(fù)測分兩部分進(jìn)行，即平面控制網(wǎng)的復(fù)測和高程控制網(wǎng)的復(fù)測。1.平面控制網(wǎng)的復(fù)測復(fù)測時，測角采用方向觀測法，每測站觀測12個測回；測邊采用對向觀測，每方向觀測6個測回。外業(yè)觀測過程中所有數(shù)據(jù)均應(yīng)滿足《工程測量規(guī)范》的要求，不滿足的應(yīng)分析原因，并在原測站重測。對外業(yè)采集的數(shù)據(jù)按條件平差法，由計算機進(jìn)行嚴(yán)密平差。平差結(jié)果報監(jiān)理工程師審核批復(fù)后做為施工測量放樣的依據(jù)。2.高程控制網(wǎng)的復(fù)測高程控制網(wǎng)復(fù)測按國家三等水準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，每千米高差中誤差為±6mm。按此要求，擬采用每千米高差中誤差為±0.7mm的LeicaNA2水準(zhǔn)儀進(jìn)行施測。為了更好地控制全橋的高程系統(tǒng)，除進(jìn)行閉合環(huán)的復(fù)測之外，還應(yīng)將水準(zhǔn)點進(jìn)行聯(lián)測。所有水準(zhǔn)測量的數(shù)據(jù)均應(yīng)符合《工程測量規(guī)范》的要求，并經(jīng)平差后報監(jiān)理工程師審查后方可使用。3.控制網(wǎng)的加密為滿足施工放樣的需要，要對原控制網(wǎng)點采用插點法進(jìn)行加密，即布設(shè)次級的施工控制網(wǎng)。加密點可在施工現(xiàn)場附近選取較為穩(wěn)固，并不受施工影響的地點埋設(shè)，且滿足通視條件。加密網(wǎng)中各三角形的內(nèi)角應(yīng)在30ο~120ο之間，困難地區(qū)也不應(yīng)小于25ο。對于布設(shè)的加密控制網(wǎng)，用三等三角測量方法進(jìn)行觀測，并經(jīng)內(nèi)業(yè)平差，從而確定各點坐標(biāo)，報監(jiān)理工程師復(fù)測審核后備用。(三)施工測量1.基礎(chǔ)施工測量地面墩定位可用全站儀，采用極坐標(biāo)法或下倒鏡投點法直接放樣，每次放樣使用兩個后視，以便校核。墩中心放好后，還應(yīng)在墩位中心上、下游墩中心方向各放出一個護(hù)樁，以備檢查模板及后續(xù)工程使用。施工放樣要做到放樣與復(fù)核分離，并且要有放必復(fù)，以防止人為因素出現(xiàn)偏差。所有點位放樣后均應(yīng)由監(jiān)理工程師認(rèn)可后，方可使用。高程放樣采用水準(zhǔn)儀，用水準(zhǔn)測量的方法，從已有的水準(zhǔn)點引到放樣處。若已有的水準(zhǔn)點距離太遠(yuǎn)，無法一次傳遞，可選現(xiàn)場附近較穩(wěn)固處埋設(shè)臨時水準(zhǔn)點。臨時水準(zhǔn)點的高程應(yīng)精確測定，誤差應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定，高程放樣精度應(yīng)滿足：主橋基礎(chǔ)墩臺高程誤差5mm以內(nèi)，引橋為8mm。2.墩身施工測量承臺施工完畢后，將墩中心放樣至承臺表面，并依據(jù)此點放線立墩身模板。同時將水準(zhǔn)點引至承臺上安全醒目處，以備后用。墩身施工過程中嚴(yán)格控制墩身的垂直度，可用經(jīng)緯儀從縱橫兩方向監(jiān)控。墩頂高程可用傳統(tǒng)的吊鋼尺法測定。墩身施工完畢后，將墩中心放樣至墩頂，并進(jìn)行一次全橋貫通測量?？蓮臉蜉S線上的一個控制點開始，經(jīng)過每個墩中心后，測到橋軸線上的另一個控制點，形成一個閉合導(dǎo)線。經(jīng)平差后，根據(jù)計算結(jié)果將各墩中心改正到一條直線上，保證橋梁的順利貫通。3.預(yù)制構(gòu)件安裝施工測量首先利用全站儀或經(jīng)緯儀，按設(shè)計圖紙在蓋梁上放出預(yù)制構(gòu)件的中線、邊線。安裝時及時監(jiān)測，確保其平面位置符合限差要求。安裝預(yù)制構(gòu)件時，測出構(gòu)件前、后端的上、中、下六個點的頂面高程，并換算成底面高程，使各點高程（尤其是上、下游方向?qū)ΨQ點之間的高差）均在限差范圍內(nèi)。4.鋼管拱肋施工的監(jiān)測為確保拱肋的正確拼接及線型的美觀，主拱肋分段吊裝時，須對拱腳及各節(jié)段拼接處標(biāo)高、中線進(jìn)行測量。除按圖紙放樣標(biāo)高、中線外，還要在拼接過程中進(jìn)行監(jiān)測。各節(jié)段拼接時，其上端標(biāo)高按施工工藝要求，用經(jīng)緯儀或全站儀三角高程測量法實施監(jiān)控。為防止各節(jié)段發(fā)生上、下游方向的偏位，可在順橋向用經(jīng)緯儀或全站儀監(jiān)控。每拼好一段，要對此段的標(biāo)高及位置進(jìn)行檢測，保證其誤差在限差范圍內(nèi)，才能進(jìn)行下一段的拼接。如果誤差超限，應(yīng)及時予以調(diào)整，防止誤差的積累。（四）變形觀測變形觀測點應(yīng)埋在較明顯的地方，并保證在施工過程和使用過程中不會被蓋住或破壞。通常是在墩身施工時在其頂部預(yù)埋，每隔一定時間進(jìn)行一次變形觀測。每次觀測應(yīng)采用同樣方法、同種儀器、同樣的觀測條件進(jìn)行，其精確度按《工程測量規(guī)范》要求確定。（五）其它輔助工作1.施工中所用的測量儀器均送交國家授權(quán)的檢定部門進(jìn)行檢定。沒有檢定證書或超過檢定定期的儀器不得使用，平時應(yīng)根據(jù)需要對儀器進(jìn)行自檢，以確保儀器的正常工作。2.施工過程中要加強對測量標(biāo)志的保護(hù)，施測重大項目之前或發(fā)現(xiàn)有被破壞的痕跡時，一定要重新校核，確認(rèn)無誤后方可使用。3.施工過程中每隔一定時間，或未到時間但由于天氣異常、施工影響等原因?qū)е驴刂泣c有可能變動時，均應(yīng)對控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測。7.3.鋼管拱肋施工的監(jiān)控監(jiān)測7.3.1.監(jiān)控監(jiān)測項目根據(jù)本橋鋼管拱混凝土橋施工和受力特點，擬對該橋施工過程中進(jìn)行以下項目的檢測：1.主拱肋分段吊裝時拱腳及各節(jié)段拼接處標(biāo)高、中線測量；2.主拱肋合攏后拱腳截面，L/4截面及拱頂截面的應(yīng)力和各節(jié)段拼接處標(biāo)高、中線測量；3.主拱肋灌注混凝土?xí)r各控制截面的應(yīng)力及線型測量；4.主拱肋灌注混凝土后各施工階段加載對各控制截面的應(yīng)力及線型測量；5.主拱肋架設(shè)的各階段溫度測量；6.各架設(shè)階段內(nèi)力和線型的監(jiān)控計算；7.工地焊接質(zhì)量復(fù)檢；8.結(jié)構(gòu)體系溫度測量；9.鋼管內(nèi)填充混凝土密實度測定；10.橋面板鋪裝后，各控制截面應(yīng)力和撓度測量。7.3.2.拱肋應(yīng)力、線型監(jiān)測監(jiān)控方法建立鋼管混凝土拱橋多個監(jiān)測監(jiān)控項目。最終歸結(jié)于監(jiān)測監(jiān)控鋼管拱肋的應(yīng)力，線型是否符合設(shè)計要求，為此我們擬采用鋼管混凝土拱橋的一種合理施工監(jiān)控方法——指定目標(biāo)函數(shù)法。指定目標(biāo)函數(shù)法是根據(jù)拱線軸線變位偏差對橋梁承載能力（包括施工階段和營運階段）及穩(wěn)定安全度的影響，計算相應(yīng)的內(nèi)（應(yīng)）力值和穩(wěn)定安全度，再考慮適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，提供拱肋各段容許拱軸線偏差極限，作為施工監(jiān)測和控制的依據(jù)。（一）施工階段的應(yīng)力監(jiān)測1.監(jiān)測方法監(jiān)測截面鋼管的應(yīng)力是隨拱肋分節(jié)段拼裝施工中自重荷載的增加而逐漸增加，因此應(yīng)力監(jiān)測是一個相對長期的跟蹤檢測過程，只能采用長期穩(wěn)定性好的鋼弦式應(yīng)變計進(jìn)行檢測。鋼弦式應(yīng)變計在拱肋節(jié)段吊裝之前先安裝到檢測部位，并由儀器讀取初始值，鋼管拱施工過程中，第一個階段因自重荷載增加而產(chǎn)生的檢測截面應(yīng)力增量，再由儀器在各施工階段讀取。由此產(chǎn)生的應(yīng)力時間歷程曲線反映了與各施工階段荷載相關(guān)的應(yīng)力變化曲線。由設(shè)計單位提供的各階段控制截面應(yīng)力接近或超過報警值時，應(yīng)引起施工單位的注意，及時分析原因，必要時可采取措施避免事故發(fā)生，這是應(yīng)力監(jiān)測最主要的目的之一。待主橋上部結(jié)構(gòu)全部完成后，最終得到的累計應(yīng)力即為結(jié)構(gòu)的恒載應(yīng)力，這對于今后的全橋荷載試驗和實際承載力簽定具有重要價值。2.監(jiān)測儀器監(jiān)測采用大連基康土木工程儀器有限公司生產(chǎn)的VW-403C振弦傳感器讀數(shù)儀，儀器的技術(shù)指標(biāo)和測量精度如下：激勵范圍：400-4500Hz；測量分辯率：1.25×10-4；時基精度：0.01%。3.測點布置根據(jù)拱橋的結(jié)構(gòu)特點，選擇二端拱腳、L/4、3L/4和跨中拱肋共五個截面作為施工過程中的控制檢測截面，應(yīng)變計測點布置30個測點。這些測點將根據(jù)各施工階段的進(jìn)程分別進(jìn)行安裝和檢測。由于拱肋結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)，溫度和變化所產(chǎn)生的附加應(yīng)力將疊加到自重荷載應(yīng)力上，因此必須同時進(jìn)行表面溫度測量，根據(jù)檢測應(yīng)變時的測點表面實測溫度，對實測應(yīng)變作相應(yīng)的修正。4.監(jiān)測方法在各節(jié)段拱肋鋼結(jié)構(gòu)拼裝后，將應(yīng)變傳感器布設(shè)到測點部位，并采用儀器測讀初讀數(shù)（應(yīng)變），然后根據(jù)拱肋吊裝階段施工進(jìn)度，進(jìn)行鋼管壁應(yīng)力跟蹤測量。測量的時間、步驟和次數(shù)應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度的要求及時調(diào)整，原則上每節(jié)段安裝時檢測一次，即檢測本節(jié)段初始值和已安裝節(jié)段因本次施工階段所產(chǎn)生的應(yīng)變增量，并通過Eg（彈性模量）計算鋼管應(yīng)力。每次檢測時應(yīng)特別注意選擇在溫度大致相同的條件下測量，以最大限度減小溫度應(yīng)力的影響。每次應(yīng)變檢測時，須記載檢測時的溫度，以便進(jìn)行必要的溫度應(yīng)力計算和施工荷載力的修正與識別。（二）施工階段的拱軸線變形控制施工過程中各階段的拱軸線標(biāo)高及縱橫向變形進(jìn)行全程觀測和記錄,并通過斜拉扣索調(diào)整。按目標(biāo)函數(shù)控制技術(shù)的要求，提出下列目標(biāo)函數(shù)的控制參數(shù)。1.穩(wěn)定安全度控制目標(biāo)任何情況下，結(jié)構(gòu)彈性模量穩(wěn)定安全系數(shù)λ≥4.0任何情況下，受壓弦桿屈曲安全系數(shù)λ1≥2.02.拱軸線在拱平面內(nèi)線形的最大偏差值控制目標(biāo)拱軸線控制的目標(biāo)參數(shù)系根據(jù)成拱前的精度從嚴(yán)和成拱后可適當(dāng)放松的原則來確定。拱軸線成單波反對稱變形時Δy1=±a1sinπX/La、Δy1——實際拱軸線對設(shè)計拱軸的偏差值a——L/4截面最大允許偏差值，要求a1≤1/500YL/4且a1≤L/3000Y為L/4截面拱軸線縱坐標(biāo)值X——橫坐標(biāo)，原點設(shè)在拱腳L——橋梁計算跨度b、拱軸線呈對稱變形軸線時Δy2=±a2sinπX/LΔy2——實際拱軸線對設(shè)計拱軸線的偏差值a2——拱頂截面最大允許偏差值，要求a2≤f/4003.拱軸線在拱平面外的控制線型及最大側(cè)向偏差值控制目標(biāo)a、拱軸線呈單波反對稱變形狀態(tài)時ΔZ1=±b1sinπX/LΔZ1——實際拱軸線在拱平面外的偏差值b1——1/4截面最大允許偏差值，要求b1≤1/8000b、拱肋呈單波對稱變形狀態(tài)時ΔZ2=±b2sinπX/Lb2——拱頂面截面最大允許側(cè)向偏差值要求b2≤50007.3.3.結(jié)構(gòu)溫度及溫度場監(jiān)測溫度對拱結(jié)構(gòu)的線型及內(nèi)力影響較大，每個工序的控制無一不受溫度影響，均須考慮溫度變化有溫度場的分布而對控制目標(biāo)進(jìn)行修正，包括合攏狀態(tài)的調(diào)整。在鋼拱肋上選取L/8、3L/8截面布置溫度測點，采用定溫計與埋設(shè)溫敏元件相結(jié)合的方法進(jìn)行。溫度場的變化對鋼管拱面內(nèi)、面外的位移變化都有直接影響，超靜定部分的內(nèi)力也受溫度的影響。因此應(yīng)該測量每個架設(shè)階段溫度場的變化。溫度測量是在鋼管拱外表粘貼感溫元件，用數(shù)字式測溫儀測量。7.4.焊縫檢查工地焊接條件差，焊接質(zhì)量不易保證，尤其是對接焊縫。焊接缺陷會嚴(yán)重降低結(jié)構(gòu)強度，尤其是受拉區(qū)的疲勞強度。鋼管拱對接焊縫的質(zhì)量非常重要，它關(guān)系到施工安全和工程質(zhì)量，必須認(rèn)真對待，所以要示施焊工藝按二類焊縫（或設(shè)計要求）進(jìn)行，并嚴(yán)格遵守圖紙要求，對于對接焊接頭，所有焊縫均要進(jìn)行超聲波檢查，并抽取總數(shù)量不少于10%的焊縫用X射線拍片檢查。7.5.監(jiān)控計算在吊裝過程中，根據(jù)各階段的實際結(jié)構(gòu)，材料參數(shù)和臨時設(shè)施的位置和重量，用專用監(jiān)控程序計算每個吊裝段的端點標(biāo)高和控制截面的受力狀態(tài)，與實際監(jiān)測結(jié)果對比，調(diào)整和修改吊